[科普中国]-扩散器

F1赛车扩散器

扩散器,F1赛车空气动力学套件的重要组成部分,它与前定风翼一样非常关键。扩散器是F1赛车获得下压力的主要来源之一。有关研究表明，一辆F1赛车的气动升力系数可以低至－1甚至更低，其中前翼与尾翼可以提供的下压力总和为60%，各占30%。底盘尾流扩散器为赛车提供的下压力占40%。1

原理扩散器主要是利用流体速度的大小与压强成反比的原理，将赛车底盘下部的气流梳理后快速导出，增加赛车底盘下部气流的速度，从而形成低压区,达到增强赛车下压力的效果。

简单形象的理解就是将空气快速的扩散导出，加速气流流动。而气流速度越高，与气流垂直方向的气压会越小。将这种装置装载在赛车底部，使得赛车上部的气流气压大于底部的气流压力，从而形成气压差，使赛车产生一股往地面方向的压力，即所谓的增大下压力，使赛车轮胎有很好的抓地力。

F1赛车车队法拉利的赛车248F1使用了来自F2005的双层中央扩散器，具体方案是用一块向前倾斜的翼片，将中央扩散器分为上下两部分。据称，这样做的好处是，能够提高赛车在低速状态时，扩散器的抽取效率，以获得足够的下压力。

位置车尾中央，后翼之下的两个一般为黑色的平行竖直的应该是长方型板，大多数车队用的都是平面版，去年的FW26用了一对波浪板，今年又改回来了。

今年FIA对扩散器的高度做了限制，以减小下压力。

影响因素1.扩散器内气流通道的中心离地间隙对扩散器能否产生足够的下压力有很大影响。离地间隙越低，其产生的下压力越大，扩散器的工作效率越高;离地间隙越高，则产生的下压力越小，扩散器的工作效率越差。1

2.扩散器的气流进出口高度对扩散器的工作效率也有一定影响。在出气口高度比进气口高度高时，扩散器的抽吸效果比较明显，气流会在扩散器内加速排出。反之，进气口的高度大于出气口时，气流无法及时排出扩散器，造成气流速度缓慢，扩散器工作效率降低。1

矿业行业中的扩散器矿井回风通过主要通风机扩散器排出，其特点是风量大、风速高、能耗大; 扩散器是主要通风机的重要附属装置，其流体动力学性能对主要通风机能耗有较大影响.

目前，我国大部分煤矿主要通风机扩散器为倾斜式扩散器，不仅通风阻力大，且在扩散器出风口存在占出口断面面积 1 /3 的反向吸风区，导致实际出流面积显著减少。2

造纸行业中扩散器:扩散器包括有：一大致呈圆筒形的竖直容器，经过该容器置备的纤维纸浆被输送出去；带有为向纸浆供入一种诸如清洗液之类流体用喷嘴的喷嘴臂；同轴心设置的滤网表面和设置在所述滤网表面上并与其相连接用来排出过滤液的滤网臂，其特征在于：在所述滤网臂的外端处设有大致沿垂直方向布置的排出管，该排出管可控制地滑动并与所述滤液的出口呈现密封连接。

废水处理行业中扩散器作用好氧生物处理鼓风曝气的水下布散空气以充氧的装置。与鼓风机配套。其性能良莠将直接影响生物处理的效果以及氧转移率和动力效率。3

在活性污泥法中采用多孔板、多孔管等形式的扩散器将受压空气分裂成直径大小为1.25～3.0mm的气泡，或用非多孔的散泡器或穿孔扩散管，产生直径4mm以上的大气泡。

种类常用的有扩散板、扩散盘、固定螺旋曝气器、微孔隔膜式曝气器、倒盆式扩散器等。3